JP4875456B2

JP4875456B2 - 印刷装置

Info

Publication number: JP4875456B2
Application number: JP2006292367A
Authority: JP
Inventors: 竜一助川; 剛史長洲; 定典小橋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-10-27
Also published as: JP2008105837A

Description

本発明は、用紙を搬送する用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を補正する蛇行矯正装置を有する印刷装置に関するものである。

用紙を搬送する用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を補正する蛇行矯正装置を有する印刷装置として複写機やレーザビームプリンタ等の電子写真装置を例として用紙搬送について説明する。

従来の印刷装置では、印刷速度、印刷品質の向上に加え紙質、紙厚、寸法など多岐にわたる印刷用紙に対応するため用紙の蛇行矯正装置とその制御装置が設けられている。

用紙搬送装置でも、加圧ロール方式を採用している定着装置は、用紙走行性能に与える影響が大きく、特に連続用紙用レーザビームプリンタなどでは、定着装置に用紙の蛇行矯正装置をもたせた例が多く知られている。

連続紙用レーザビームプリンタ等の電子写真装置は、図４に示すように印刷用紙２０１をトラクタ２０３により感光ドラム２０２の周期と同速度で移動させ、転写器２０８により印刷用紙２０１にトナー像を転写させた後、印刷用紙２０１に一定の張力を与える為のバッファ２０４を通り、用紙搬送ガイド２０５を通過後、熱ロール２０６及び加圧ロール２０７によりトナー像を加圧・加熱し、印刷用紙２０１に溶融定着させ、プラー２１１とプラーロール２１０で印刷用紙２０１を一定張力で引張り、印刷用紙２０１を折り畳むためのスゥィングフィン２１２で印刷用紙を折り畳んだ後、印刷用紙２０１を積載するスタッカ２１３へ印刷用紙２０１を搬送する。

前記の構成の電子写真装置では、印刷用紙２０１の駆動はトラクタ２０３によるピン駆動と、熱ロール２０６−印刷用紙２０１−加圧ロール２０７の摩擦駆動との２つの駆動によりなされるが、熱ロール２０６−加圧ロール２０７間の摩擦力で印刷用紙２０１を搬送する部分においては、印刷用紙２０１が左右に蛇行することにより印刷用紙２０１にストレスがかかり、送り穴にシワなどが発生する。その為、センサ２０９で印刷用紙２０１の蛇行を検出し、熱ロール２０６と加圧ロール２０７の接触圧力を熱ロール２０６の支持軸に対し左右に変化させることにより、印刷用紙２０１の蛇行を矯正する蛇行矯正装置が付加されている。

図５に、従来の蛇行矯正装置の一例を示す。熱ロール２０６は、図示しない支持部と駆動部とで一定位置で回転可能に構成される。加圧ロール２０７は、印刷用紙２０１を挟んで熱ロール２０６に対向して位置する。

加圧ロール２０７は図示しない案内溝にそって半径方向に可動な構造となっている。加圧ロール２０７を熱ロール２０６に押しつける押し付け手段はアーム３０４とカム３０２とスプリング３０７とから構成され、加圧ロール２０７両端に各々１組ずつ設けられている。アーム３０４は、一端に軸受け３０５を有し、図示しないフレームに回転可能に支持される。アーム３０４の他端は、スプリング３０７の一端が連結され、熱ロール２０６の方向へ引っ張られている。カム３０２は、アーム３０４に設けられたカムフォロア３０３に当接する位置に設置される。１対のカム３０２はカムシャフト３０６で連結され、カムシャフト３０６は図示しないフレームに回転可能に支持され、モータ３０１により回転させることができる。加圧ロール２０７の両端からは、回転可能なシャフトが突き出しており、シャフトは常にアームの一部に当接している。

非印刷時において、カムシャフト３０６は加圧ロール２０７が熱ロール２０６から離れた位置にくるように回転し、停止する。印刷時は、カムシャフト３０６が回転し、カム３０２がカムフォロア３０３から離れ、加圧ロール２０７が熱ロール２０６に完全に接する位置で停止する。この時、スプリング３０７が加圧ロール２０７を押しつけ印刷用紙２０１は加圧ロール２０７と熱ロール２０６とに挟まれ、熱ロール２０６の回転により、加圧ロール２０７は従動し印刷用紙２０１は定着されながら搬送される。

印刷用紙送行位置は、センサ２０９により検出される。印刷用紙が、用紙送行位置の送行方向に向かって左にずれていることを検出した場合、モータ３０１はカムシャフト３０６を左側からみて反時計方向に回転させる。

この動きによって左側のカム３０２ａがカムフォロア３０３に当接し、左側のスプリング力に対して、アーム３０４ａをわずかに押し戻す。この結果、加圧ロール２０７左側の押しつけ力が右側と比べて小さくなり、用紙左側の搬送力が右側より小さくなるため、用紙送行位置は右側にずれることになる。このようにして、用紙送行位置ずれ（蛇行）を矯正することができる。右側に蛇行した場合、前記の反対の動作をおこなう。

すなわち、図６に示すように、印刷用紙２０１をＡ側に曲げたい時は、熱ロール２０６と加圧ロール２０７の接触圧をＡ側を高く、Ｂ側を低くすることにより、熱ロール２０６及び加圧ロール２０７はＡ側の径ｒ_ａが圧縮されてＢ側の径ｒ_ｂよりも小さくなり、熱ロール２０６及び加圧ロール２０７の周速はＢ側の方が速くなる（Ｖ_ｒａ＜Ｖ_ｒｂ）。従って、搬送される印刷用紙２０１の移動量はＡ側よりもＢ側の方が多くなり、印刷用紙２０１はＡ側に寄っていくことになる。逆に、印刷用紙２０１をＢ側に曲げたい時は、同様に熱ロール２０６と加圧ロール２０７の接触圧をＢ側を高く、Ａ側を低くすることにより印刷用紙２０１はＢ側に寄ってくる。

次に、用紙蛇行矯正制御について図２、図７を用いて説明する。印刷用紙２０１が送行を開始すると用紙送行位置を検出するセンサ２０９からの信号を一定周期でマイクロプロセッサ１０１に入力しマイクロプロセッサ１０１のプログラム処理である蛇行量記憶処理１０２にて理想送行位置からの離れている蛇行量を記憶する。蛇行量算出処理１０３では、蛇行量記憶処理１０２で記憶している蛇行量平均値を算出して記憶する。蛇行量変化率算出処理１０４では、蛇行量記憶処理１０２で記憶した蛇行量平均値を使用して、前回蛇行量と今回蛇行量から蛇行量変化率を算出する。オフセット量算出処理１０５では、蛇行量記憶処理１０２で記憶した蛇行量平均値を使用して理想送行位置から離れているか否かを判別して一定の値を駆動量に加算するように処理する。

モータ駆動量算出処理１０６では、一定時間毎に蛇行量算出処理１０３で求めた蛇行量平均値から図２に示す蛇行量とモータ３０１の駆動量データテーブルからの駆動量と蛇行量変化率算出処理１０４で求めた蛇行量変化率からのドライブ量、及びオフセット量算出処理１０５からの駆動量を加算したモータの駆動量をモータ駆動回路１０７へ出力する。モータ駆動回路１０７からの駆動電流によりモータ３０１を駆動し前述したカムシャフト３０６を回転し印刷用紙２０１を送行すべき理想送行位置に蛇行補正する。

しかしながら、加圧ロール２０７の押し付け力と実際の用紙への蛇行矯正に働く力との関係は、必ずしもリニアな関係にあるとは限らず、またカム３０２の形状もモータのトルク特性など考慮して設定されるため、単位角度当たりの変位量はリニアに変化するものではない。このため、用紙蛇行矯正制御装置で算出した蛇行矯正用モータ３０１の駆動量と蛇行矯正装置との整合が上手く取れなかった場合、蛇行矯正力不足や蛇行矯正力過大によるハンチング現象を起こすことがあった。

特開２００３−１６０２６２号公報

従来の印刷装置では、カム３０２の用紙蛇行矯正の際に使用するカム形状が、加圧ロール２０７の押し付け力と蛇行矯正力の関係やモータ３０１のトルク特性によって設定されていたため、必ずしも単位角度当たりの変位量が一定ではなかった。このため、モータ３０１の駆動量に対し、蛇行矯正量が比例せず、カム３０２の単位角度当たりの変位量が大きい部分においては、蛇行矯正量が過大となり、単位角度当たりの変位量が小さい部分においては、蛇行矯正量が不足するという課題があった。

本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決して、用紙幅や厚さ、蛇行しやすい等の雑多な印刷用紙に対して適切な用紙蛇行矯正制御を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、２本のロールを有し、該２本のロールで用紙を狭持搬送する用紙搬送装置と、用紙位置を検出する用紙位置検出手段と、該用紙位置検出手段によって検出されたデータより用紙の蛇行量を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された用紙の蛇行量の蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、前記蛇行量平均値から蛇行矯正駆動量を算出する蛇行矯正駆動量算出手段と、前記蛇行矯正駆動量に基いて駆動される蛇行矯正駆動手段を設けた蛇行矯正装置を備えた印刷装置において、前記蛇行矯正装置は、前記蛇行矯正駆動手段からの駆動力により、前記２本のロールのうち一方の支持軸に対するもう片方のロールの軸方向の傾きを変えて、２本のロール間の軸方向の接触圧力を可変させる１対のカムを有し、該１対のカムは、前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲について、０°を基準として、一方のカムが０°〜ａ°までの範囲であり、他方のカムが０°〜−ａ°の範囲であり、それぞれ０°付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度の絶対値｜ａ｜°に近づくにつれて単位角度当たりの変位量が大きくなる形状であり、前記蛇行矯正駆動量算出手段は、蛇行矯正駆動量の算出時に、前記カムの単位角度当たりの変位量に対し、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が小さいときには、前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に大きくし、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が大きくなるにつれて前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に小さくして、前記ロールの接触圧力による用紙の蛇行矯正量を用紙蛇行量と比例させて制御する構成であることを特徴とする。
また、前記蛇行矯正装置は、前記蛇行量平均値算出手段、前記蛇行矯正量算出手段、前記蛇行矯正駆動量算出手段に代えて、前記蛇行量平均値算出手段、前記蛇行矯正量算出手段、前記蛇行矯正駆動量算出手段で行われる処理を行うマイクロプロセッサを有することを特徴とする。
また、前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲の上限の絶対値ａ°は、３０°であることを特徴とする。
また、前記２本のロールは、定着装置の熱ロールおよび加圧ロールであることを特徴とする。

また、前記目的を達成するため本発明は、２本のロールを有し、該２本のロールで用紙を狭持搬送する用紙搬送手段と、用紙位置を検出する用紙位置検出手段と、該用紙位置検出手段によって検出されたデータより用紙の蛇行量を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された用紙の蛇行量の蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、前記蛇行量平均値から蛇行矯正駆動量を算出する蛇行矯正駆動量算出手段と、前記蛇行矯正駆動量に基づいて駆動される蛇行矯正駆動手段を設けた蛇行矯正装置において、前記蛇行矯正装置は、前記蛇行矯正駆動手段からの駆動力により、前記２本のロールのうち一方の支持軸に対するもう片方のロールの軸方向の傾きを変えて、２本のロール間の軸方向の接触圧力を可変させる１対のカムを有し、該１対のカムは、前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲について、０°を基準として、一方のカムが０°〜ａ°までの範囲であり、他方のカムが０°〜−ａ°の範囲であり、それぞれ０°付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度の絶対値｜ａ｜°に近づくにつれて単位角度当たりの変位量が大きくなる形状であり、前記蛇行矯正駆動量算出手段は、蛇行矯正駆動量の算出時に、前記カムの単位角度当たりの変位量に対し、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が小さいときには、前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に大きくし、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が大きくなるにつれて前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に小さくして、前記ロールの接触圧力による用紙の蛇行矯正量を用紙蛇行量と比例させて制御する構成であることを特徴とする。

本発明においては、用紙幅や厚さ、蛇行しやすい等の雑多な印刷用紙に対して、用紙蛇行矯正用モータの駆動量が不足や過大を防ぐように制御することにより、印刷用紙を蛇行することなく用紙搬送できる印刷装置を提供することができる。

本発明では前述のように印刷用紙の蛇行矯正制御を従来より使用している用紙位置検出センサ２０９、蛇行矯正量を算出するマイクロプロセッサ１０１と蛇行矯正用のモータ３０１で構成し、カム３０２の形状に合わせてモータ３０１の駆動量を工夫することで実現した。

具体的にはカム３０２の形状に合わせて、モータ３０１の駆動量の見直しを行い、カム３０２の単位角度当たりの変位量が大きい部分においては、モータ３０１の駆動量を少なく、カム３０２の単位角度当たりの変位量が小さい部分においては、モータ３０１の駆動量を大きく設定するように構成した。

次に本発明の実施形態を図１及び図３を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る用紙蛇行量とモータ駆動量の関係を示すグラフ、図３は用紙蛇行矯正装置で用いられる左右カムのプロフィール図である。

図３に示すように、左側のカム３０２ａの蛇行矯正時に使用する部分は、回転角度１５０度〜１８０度の範囲であり、右側のカム３０２ｂの蛇行矯正時に使用する部分は、回転角度１８０度〜２１０度の範囲である。左側のカム３０２ａは、１８０度付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度１５０度に近づくに従い、単位角度当たりの変位量が大きくなっている。右側のカム３０２ｂは、１８０度付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度２１０度に近づくに従い、単位角度当たりの変位量が大きくなっている。

図１に前記カム３０２の形状に合わせた用紙蛇行量とモータ３０１の駆動量の関係を示す。用紙蛇行量が小さい範囲にある時のカム３０２の形状は、単位角度当たりの変位量が小さいため、モータ３０１の駆動量を大きくし、反対に用紙蛇行量の大きい範囲のある時のカム３０２の形状は、単位角度当たりの変位量が大きいため、モータ３０１駆動量は小さくしている。これにより、加圧ロール２０７の押し付けによる用紙蛇行矯正量は、常に過不足のないリニアな動きになり、安定した用紙蛇行矯正制御を実現することが出来る。

本発明は、用紙を搬送する用紙搬送装置と、用紙の蛇行量を矯正する蛇行矯正装置を有する印刷装置に利用することが可能である。

本発明の一実施例である用紙蛇行量とモータ駆動量の関係を示すグラフである。従来の用紙蛇行矯正装置における用紙蛇行量とモータ駆動量の関係を示すグラフである。用紙蛇行矯正装置で用いられる左右カムのプロフィール図である。印刷装置の例として連続紙用レーザビームプリンタを示した模式図である。用紙蛇行矯正装置の模式図である。用紙蛇行矯正装置における蛇行補正時の熱ロールと圧力ロールの状態を示す模式図である。用紙蛇行矯正装置全体の制御系を示す模式図である。

符号の説明

１０１…マイクロプロセッサ、１０２…蛇行量記憶処理、１０３…蛇行量算出処理、１０４…蛇行量変化率算出処理、１０５…、オフセット量算出処理、１０６…モータ駆動量算出処理、１０７…モータ駆動回路、２０１…印刷用紙、２０２…感光ドラム、２０３…トラクタ、２０４…バッファ、２０５…用紙搬送ガイド、２０６…熱ロール、２０７…加圧ロール、２０８…転写器、２０９…センサ、２１０…プラーロール、２１１…プラー、２１２…スウィングフィン、２１３…スタッカ、３０１…モータ、３０２…カム、３０３…カムフォロア、３０４…アーム、３０５…軸受け、３０６…カムシャフト、３０７…スプリング。

Claims

２本のロールを有し、該２本のロールで用紙を狭持搬送する用紙搬送装置と、用紙位置を検出する用紙位置検出手段と、該用紙位置検出手段によって検出されたデータより用紙の蛇行量を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された用紙の蛇行量の蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、前記蛇行量平均値から蛇行矯正駆動量を算出する蛇行矯正駆動量算出手段と、前記蛇行矯正駆動量に基いて駆動される蛇行矯正駆動手段を設けた蛇行矯正装置を備えた印刷装置において、
前記蛇行矯正装置は、
前記蛇行矯正駆動手段からの駆動力により、前記２本のロールのうち一方の支持軸に対するもう片方のロールの軸方向の傾きを変えて、２本のロール間の軸方向の接触圧力を可変させる１対のカムを有し、
該１対のカムは、前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲について、０°を基準として、一方のカムが０°〜ａ°までの範囲であり、他方のカムが０°〜−ａ°の範囲であり、
それぞれ０°付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度の絶対値｜ａ｜°に近づくにつれて単位角度当たりの変位量が大きくなる形状であり、
前記蛇行矯正駆動量算出手段は、蛇行矯正駆動量の算出時に、前記カムの単位角度当たりの変位量に対し、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が小さいときには、前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に大きくし、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が大きくなるにつれて前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に小さくして、前記ロールの接触圧力による用紙の蛇行矯正量を用紙蛇行量と比例させて制御する構成であることを特徴とする印刷装置。
前記蛇行矯正装置は、前記蛇行量平均値算出手段、前記蛇行矯正量算出手段、前記蛇行矯正駆動量算出手段に代えて、前記蛇行量平均値算出手段、前記蛇行矯正量算出手段、前記蛇行矯正駆動量算出手段で行われる処理を行うマイクロプロセッサを有することを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲の上限の絶対値ａ°は、３０°であることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
前記２本のロールは、定着装置の熱ロールおよび加圧ロールであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の印刷装置。
２本のロールを有し、該２本のロールで用紙を狭持搬送する用紙搬送手段と、用紙位置を検出する用紙位置検出手段と、該用紙位置検出手段によって検出されたデータより用紙の蛇行量を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶された用紙の蛇行量の蛇行量平均値を算出する蛇行量平均値算出手段と、前記蛇行量平均値から蛇行矯正駆動量を算出する蛇行矯正駆動量算出手段と、前記蛇行矯正駆動量に基づいて駆動される蛇行矯正駆動手段を設けた蛇行矯正装置において、
前記蛇行矯正装置は、
前記蛇行矯正駆動手段からの駆動力により、前記２本のロールのうち一方の支持軸に対するもう片方のロールの軸方向の傾きを変えて、２本のロール間の軸方向の接触圧力を可変させる１対のカムを有し、
該１対のカムは、前記蛇行矯正時に使用する回転角度範囲について、０°を基準として、一方のカムが０°〜ａ°までの範囲であり、他方のカムが０°〜−ａ°の範囲であり、
それぞれ０°付近の単位角度当たりの変位量が小さく、回転角度の絶対値｜ａ｜°に近づくにつれて単位角度当たりの変位量が大きくなる形状であり、
前記蛇行矯正駆動量算出手段は、蛇行矯正駆動量の算出時に、前記カムの単位角度当たりの変位量に対し、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が小さいときには、前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に大きくし、前記カムの前記単位角度当たりの変位量が大きくなるにつれて前記蛇行矯正駆動手段の駆動量の変化量を徐々に小さくして、前記ロールの接触圧力による用紙の蛇行矯正量を用紙蛇行量と比例させて制御する構成であることを特徴とする蛇行矯正装置。